MODIFIKASI PENGADUK TANGKI SEKSI 200 PADA FASILITAS …

ISSN 1979-2409 Modifikasi Pengaduk Tangki Seksi 200 Pada Fasilitas Pilot

Conversion Plant (PCP) (Putra Oktavianto, Amar Ma’rup, Yatno DAS., A.Rojak, Anwar)

11

MODIFIKASI PENGADUK TANGKI SEKSI 200 PADA FASILITAS PILOT CONVERSION PLANT (PCP)

Putra Oktavianto, Amar Ma’ruf, Yatno Dwi Agus, Abdul Rojak, Anwar

Muchsin

Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional, Setu, Banten Indonesia, 15346

[email protected]

Abstrak

Seksi 200 menyediakan larutan yang digunakan di Pilot Conversion Plant (PCP). Dalam

melakukan pencampuran larutan – larutan dalam tangki pencampur, digunakan sebuah

pengaduk yang berupa batang pengaduk panjang dengan ujung pengaduk berupa pisau besi

(blade). Saat kondisi tangki isi penuh, beban dan tenaga pengadukan akan merata pada batang

pengaduk, akan tetapi saat pengaduk dipakai saat kondisi tangki hanya diisi sedikit maka

beban dan tenaga pengadukan hanya akan tertumpu pada ujung pengaduk. Hal ini

menyebabkan kebengkokan pada batang pengaduk dan menyebabkan ujung pengaduk yang

berupa pisau besi (blade) mengenai dinding tangki. Sehingga bisa menyebabkan kebocoran.

Untuk mengatisipasi hal tersebut, maka dilakukan modifikasi pada pegaduk dengan

menambahkan pipa kelongsong sebagai pelapis dan pipa penahan pada batang pengaduk

sehingga putaran pengaduk pada saat kondisi apapun tidak akan menyebabkan kebengkokan

batang pengaduknya. Setelah dilakukan modifkasi sesuai dengan gambaran ilustrasi yang ada,

pengaduk yang dimodifikasi dipasang kembali ke dalam tangki. Dan dengan modifikasi ini akan

menghinadri kerusakan pada tangki yang dapat membahayakan operator apabila tangki

mengalami kebocoran.

Kata kunci : PCP, Pisau besi, Modifikasi pengaduk, Kebengkokan, Kebocoran

Abstrack

Section 200 provides solutions used in the Pilot Conversion Plant (PCP). In mixing the solutions

in the mixing tank, a mixer in the form of a long stir bar is used with a stirring tip in the form of an

iron blade. When the condition of the tank is full, the load and stirring power will be evenly

distributed on the stirring rod, but when the stirrer is used when the condition of the tank is filled

only a little, the stirring load and power will only be concentrated on the tip of the stirrer. This

results in bending of the stirring rod and causing the stirring tip in the form of an iron blade on

the tank wall. So that it can cause leakage. To anticipate this, modifications are made to the

stirrer by adding a cladding pipe as a coating and retaining pipe on the stirring rod so that the

stirring rotation at any time will not cause the bending rod to bend. After modification in

accordance with the existing illustration, the modified stirrer is put back into the tank. And with

this modification will avoid damage to the tank that can endanger the operator if the tank has a

leak.

Keywords: PCP, Iron Blade, Stirring Modification, Bend, Leakage

mailto:[email protected]

No. 24 / TH XIII April 2020 ISSN 1979-2409

12

I. PENDAHULUAN

Pilot Conversion Plant (PCP) adalah salah satu fasilitas yang terdapat di

Instalasi Elemen Bakar Eksperimental (IEBE) yang berfungsi untuk melakukan proses

pemurnian dan konversi dari bahan baku yellow cake menjadi serbuk UO2 berderajat

nuklir dengan kapasitas produksi 100 kg serbuk UO2 per hari (kapasitas desain).

Kegiatan produksi serbuk UO2 di PCP dilaksanakan pada 12 subsistem (seksi) yang

terintegrasi, yaitu seksi 100 (Penanganan Yellow Cake, penghancuran dan

pengayakan), seksi 200 (suply larutan), seksi 300 (Pelarutan), seksi 400 (Pemurnian

Uranil Nitrat), seksi 500 (penyegaran TBP-kerosene), seksi 600 (Pemekatan Uranil

Nitrat), seksi 700 (Penanganan limbah), seksi 800 (Pelarutan gagalan), seksi 900

(Pengendapan uranium dan pemisahan), seksi 1000 (Pengolahan air induk), seksi

1100 (Pengeringan, kalsinasi dan reduksi) dan seksi 1200 (Penganan gas buang) [1].

Seksi 200 bukan merupakan seksi yang melakukan proses seperti seksi

lainnya,akan tetapi seksi ini merupakan seksi yang juga penting dalam terlaksananya

proses yang terjadi di PCP. Seksi 200 menyediakan larutan untuk keperluan proses

seperti penyiapan larutan umpan untuk keperluan semua proses mulai proses

pelarutan serbuk Yellow Cake (YC) hingga proses pengendapan. Larutan kimia yang

harus tersedia di seksi 200 adalah asam nitrat (HNO3) pekat (14.3 - 14.6 M) untuk

proses pelarutan, asam nitrat encer (0,10 - 0.05 M) untuk proses re-ekstraksi, TBP-

Kerosin (30%-70%) untuk proses ekstraksi, NH4OH (8,0 M) untuk proses pengendapan

ADU, Na2CO3 (1,0 – 0,1 M) regenerasi TBP dan air bebas mineral (ABM) [2]. Larutan

tersebut disiapkan/dibuat dalam tangki pada seksi 200 yang dilengkapi dengan

pengaduk untuk pencampuran larutan antara larutan kimia tersebut dengan air bebas

mineral (pengadukan cair-cair) dan juga untuk mempercepat reaksi. Pengaduk pada

seksi 200 berupa baling-baling berbentuk pisau besi (blade) dari pelat SS dengan tuas

dari pipa SS pejal panjang 1,35 meter dan digerakan oleh motor penggerak.

Kualitas hasil proses yang dilakukan di PCP harus tetap terjaga, oleh karena itu

pengaduk harus selalu dalam keadaan baik dan pengoperasiannya sesuai dengan

Standar Operasional Prosedur yang ada. Saat volume larutan dalam tangki sedikit

(kurang dari 50% kapasitas tangki), dikarenakan pemakaian larutan hanya sedikit

dalam melakukan proses sehingga pengisian tangki jarang sampai tangki penuh. Ini

dapat berakibat saat pengaduk berputar, beban hanya akan berada pada ujung

pengaduk. Sehingga pangkal pengaduk bisa mengalami pembengkokan. Hal ini juga

karena adanya pengaruh dari besarnya tenaga saat pengadukan. Tenaga pengadukan



13

yang dibutuhkan tergantung pada bentuk dan ukuran propeler & blade, kecepatan

putar blade (rpm), kekentalan cairan dan jumlah cairan yang diaduk [3].

Tenaga pengadukan yang sama pada kondisi berbeda (tangki isi penuh dan

tangki isi sedikit) tentu akan memberikan efek yang berbeda. Pada saat kondisi tangki

isi penuh, tenaga pengadukan akan merata pada batang pengaduknya, sedangkan

pada kondisi tangki isi sedikit, tenaga pengadukan hanya pada bagian yang terendam

larutan sehingga batang pengaduk akan bisa terjadi pembengkokan. Pembengkokan

pengaduk ini sangat berbahaya karena ujung pengaduk yang berupa pisau besi

(blade) akan mengenai dinding tangki saat berputar. Hal ini akan menyebabkan

benturan antara ujung pengaduk dengan dinding tangki dapat menyebabkan dinding

tangki bocor serta proses pengadukan berkurang. Kebocoran tangki juga akan

berbahaya bagi operator karena berisi larutan kimia. Maka dari itu perlu dilakukan

modifikasi terhadap pengaduk agar tidak terjadi pembengkokan walaupun pengaduk

digunakan hanya untuk mengaduk larutan dalam tangki dengan volume yang sedikit.

II. DASAR TEORI

Jenis Pengaduk

Pengaduk dalam tangki memiliki fungsi seperti propeler yang menghasilkan laju

volumetrik tertentu pada tiap kecepatan putar dan input daya. Profil aliran dan derajat

turbulensi merupakan aspek penting yang mempengaruhi kualitas pencampuran.

Rancangan pengaduk sangat dipengaruhi oleh jenis aliran, laminar atau turbulen.

Aliran laminar biasanya membutuhkan pengaduk yang ukurannya hampir sebesar

tangki itu sendiri. Hal ini disebabkan karena aliran laminar tidak memindahkan

momentum sebaik aliran turbulen. Pencampuran di dalam tangki pengaduk terjadi

karena adanya gerak rotasi dari pengaduk dalam fluida. Gerak pengaduk ini memotong

fluida tersebut dan dapat menimbulkan arus yang bergerak keseluruhan sistem fluida

tersebut. Oleh sebab itu, pengaduk merupakan bagian yang paling penting dalam

suatu operasi pencampuran fasa cair dengan tangki pengaduk. Pencampuran yang

baik tergantung pada bentuk dan dimensi pengaduk yang digunakan, karena akan

mempengaruhi keefektifan proses pencampuran, serta daya yang diperlukan.

Berdasarkan aliran yang dihasilkan, pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan:

1. Pengaduk aliran aksial, yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbu

putaran

2. Pengaduk aliran radial, yang akan menimbulkan aliran yang berarah tangensial

dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk.


14

3. Pengaduk aliran campuran, yang merupakan gabungan dari kedua jenis pengaduk

diatas[6].

Sedangkan menurut bentuknya, pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan:

1. Baling

2. Dayung

3. Turbin

Pengaduk yang digunakan pada tangki seksi 200 di PCP adalah jenis

pengaduk baling.

Gambar 1. Jenis impeler (a) baling (b) turbin (c) disk turbin

Jenis pengaduk baling - baling merupakan impeler aliran aksial berkecepatan

tinggi untuk zat cair berviskositas rendah. Propeler kecil biasanya berputar pada

kecepatan motor penuh, yaitu 1150 atau 1750 putaran/menit, sedang propeler besar

berputar pada 400-800 putaran/menit. Arus yang meninggalkan propeller mengalir

melalui zat cair menurut arah tertentu sampai dibelokkan oleh lantai atau dinding

bejana. Jenis yang paling banyak dipakai adalah propeler kapal berdaun tiga, sedang

propeler berdaun empat, bergigi, atau dengan rancang lain digunakan untuk tujuan

khusus. Selain itu, kadang dua atau lebih propeler dipasang pada satu poros, biasanya

dengan arah putaran yang sama. Namun bisa juga dipasang dengan arah yang

berlawanan, atau secara tolak/tarik sehingga menciptakan area fluida yang sangat

turbulen di antara kedua propeler tersebut.



15

Jenis aliran di dalam bejana yang sedang diaduk bergantung pada jenis

impeler, karakteristik fluida, ukuran dimensi (proporsi) tangki, sekat dan kecepatan

putar. Kecepatan fluida pada setiap titik dalam tangki mempunyai tiga komponen arah

dan pola alir keseluruhan di dalam tangki itu bergantung pada variasi dari ketiga

komponen arah kecepatan tersebut dari satu lokasi ke lokasi lain. Komponen

kecepatan yang pertama adalah komponen radial yang bekerja pada arah tegak lurus

terhadap poros impeler. Komponen kedua ialah komponen longitudinal yang bekerja

pada arah pararel dengan poros. Komponen ketiga adalah komponen tangensial atau

rotasional yang bekerja pada arah singgung terhadap lintasan lingkar di sekeliling

poros. Dalam keadaan biasa, dimana poros impeller terpasang vertikal, komponen

radial dan tangensial berada dalam satu bidang horizontal dan komponen

longitudinalnya vertikal. [7].

III. TATA KERJA/METODOLOGI

Tangki yang pengaduknya akan dimodifikasi merupakan tangki pada seksi 200

yang sering dan masih digunakan dalam proses di PCP seperti tangki V-203, V-204, V-

206, dan V-208. Pengaduk dilepas terlebih dahulu dari tangkinya beserta

motornya, baru dilakukan modifikasi pada pengaduk tersebut. Pada saat pelepasan

pengaduk juga melepas supply aliran listrik yang digunakan untuk menggerakan rotor

yang terhubung dengan batang pengaduknya.


16

Gambar 2. Pengaduk Sebelum dimodifikasi

Modifikasi yang dilakukan adalah dengan melapisi batang pengaduk dengan

pipa kelongsong yang dimasukan dalam batang pengaduk tersebut. Panjang pipa

pelapis tersebut hanya sampai beberapa centimeter diatas pengaduknya sehingga ada

jarak antara ujung pipa pelapis dengan ujung batang pengaduk. Kemudian pada ujung

pipa pelapis tersebut dipasang semacam besi penyangga yang panjangnya sampai

menyentuh dinding (yang menyentuh langsung dinding berupa bantalan agar tidak

merusak dinding tangki) sehingga saat pengaduk dijalankan maka besi penyangga

tersebut sebagai penahan gerakan dari pengaduk. Karena diameter / volume tangki

yang berbeda, maka sebelum pemasangan besi penahannya harus diukur terlebih

dahulu diameter masing - masing tangki sehingga saat dipasang kembali, besi

penahan pas menyentuh dinding tangki.



17

Gambar 3. Ilustrasi gambar modifikasi pengaduk yang akan dilakukan

Setelah batang pengaduk beserta rotornya dikeluarkan dari tangki maka

dilakukan pemasangan pipa pelapis sesuai dengan ilustrasi pada gambar 3.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Seperti pada ilustrasi hasil modifikasi pada gambar 3, dapat kita lihat bahwa

dengan adanya pipa pelapis yang dipasang pada batang pengaduk akan menjaga

ruang gerak dari batang pengaduk ditambah dengan adanya pipa penahan yang

disentuhkan ke dinding tangki sehingga akan menahan gerakan dari pipa pelapis yang

bergeser karena gerakan batang pengaduk yang berputar. Jadi baik pada saat volume

tangki penuh maupun sedikit, dengan kecepatan putaran pengaduk yang konstan

(tidak ada setting pengatur kecepatannya) maka pipa pelapis akan mengurangi efek

pembengkokan yang terjadi pada batang pengaduk serta membuat tenaga

pengadukan akan tetap merata walaupun kondisi tangki dalam keadaan isi penuh

maupun isi sedikit.


18

Pengaduk yang sudah mengalami pembengkokan adalah pada pengaduk

tangki V-206,sehingga pada pengaduk ini diperbaiki dengan diluruskan terlebih dahulu

sebelum di modifikasi. Tangki V-206 merupakan tangki penampung Natrium Carbonat

(Na2CO3) dengan volume total tangki 700L. Besar blade pada ujung pengaduk sama

seperti pengaduk yang lainnya, hanya saja panjang batang pengaduknya saja yang

berbeda. Sehingga dengan batang pengaduk yang panjang, pada saat dilakukan

pengadukan untuk larutan saat volumenya sedikit kemungkinan bengkoknya akan

lebih besar dibandingkan dengan pengaduk pada tangki yang volume totalnya kecil

seperti V-203 dan V-204 (volumenya hanya 300L). Terbukti pengaduk pada tangki V-

206 inilah yang mengalami pembengkokan terlebih dahulu. Sedangkan pada pengaduk

tangki V-203, V-204 dan V-208 dimodifikasi sebagai antisipasi agar tidak mengalami

pembengkokan karena sering dipakai dalam proses. Pada tangki V-206 yang

digunakan sebagai penampung Natrium Carbonat (Na2CO3) ini digunakan pengaduk

dengan panjang 1,5 m dan diameter 1 inchi dengan bahan material adalah stainless

stell. Dengan berat jenis larutan Natrium Carbonat adalah 2540 gr/L maka jika volume

dalam tangki V-206 sebanyak 700 L (isi full) maka berat beban dari larutan Natrium

Carbonat adalah 1715 kg. Jadi dalam kondisi tangki diisi penuh, pengaduk akan

mengaduk larutan dengan beban sekitar 1715 kg dimana beban tersebut akan diterima

oleh semua bagian pengaduk. Sedangkan jika tangki diisi sebanyak 200 L maka

berat beban Natrium Carbonat adalah 490 kg. Akan tetapi karena volume larutan

dalam tangki hanya 200 L, maka larutan berada di tangki bagian bawah dimana hanya

ujung pengaduk saja yang akan mengaduk beban ini sehingga jika dilakukan terus

menerus terjadilah pembengkokan pada batang pengaduknya seperti yang di tunjukan

pada Gambar 4. Jika dilihat dari kekuatan bahan, jenis stainless stell yang dipakai

adalah SS 316 yang mempunyai kekuatan tarik sekitar 75 ksi, maka jika volumenya

terisi penuh masih mampu untuk menahan beban dari larutan Natrium Carbonatnya.

Sedangkan apabila tangki hanya terisi 200 L maka pengaduk kemungkinan besar

memang lama kelamaan tidak akan kuat untuk mengaduk beban yang hanya diterima

oleh ujung pengaduk saja.



19

Gambar 4. Gambar pengaduk Tangki V-206 yang telah bengkok

Setelah dilakukan modifikasi yang dilakukan di bengkel CR-04 dengan

penambahan pipa pelapis dan pipa penahan pada batang pengaduk. Pipa – pipa ini

dibuat dari bahan stainless steel sehingga akan tahan terhadap suhu tinggi, korosi

serta bahan kimia. Setelah pipa pelapis dan pipa penahan telah dirangkai pada batang

pengaduk, maka pengaduk siap dipasang kembali ke dalam tangki untuk dilakukan uji

fungsi terhadap modifikasi pengaduknya untuk menguji tingkat keberhasilan dari

modifikasi yang telah dilakukan.

Dari hasil uji fungsi yang telah dilakukan, modifikasi yang dilakukan bisa

dikatakan berhasil karena dengan adanya modifikasi penambahan pipa pelapis dan

pipa penahan tidak merubah fungsi kerja dari pengaduk itu sendiri sehingga pengaduk

bisa digunakan sesuai dengan fungsinya. Selain itu dengan adanya penambahan pipa

pelapis dan pipa penahan maka pembengkokan yang mungkin terjadi pada batang

pengaduk akan bisa dihindari. Selama uji fungsi juga telah diamati hasil larutan dari

pencampuran yang telah dilakukan untuk menghindari adanya bahan lain yang ikut

tercampur dalam larutan karena terbawa dari penambahan pipa pelapis dan pipa

penahan yang dilakukan. Dan hasil yang didapat dari pengamatan tersebut adalah

tidak adanya bahan lain yang ikut tercampur sehingga modfikasi ini layak dilakukan.


20

Gambar 5. Gambar pipa pelapis dan pipa penahan yang dipasang pada batang

pengaduk

Gambar 6. Gambar pengaduk yang telah dimodifikasi



21

V. KESIMPULAN

Dari modifikasi yang telah dilakukan bisa kita simpulkan bahwa dengan

penambahan pipa pelapis dan pipa penahan pada pengaduk tangki seksi 200 akan

menjaga putaran pengaduk pada kondisi yang tetap walaupun dalam kondisi tangki isi

penuh maupun tangki isi sedikit, hal ini juga akan membuat tenaga pengadukan tetap

merata saat kondisi tangki dalam keadaan apapun sehingga kerusakan pada tangki

yang dapat membahayakan operator apabila tangki mengalami kebocoran bisa

dihindari.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terimakasih kepada ibu Ir. RR. Ratih Langenati, M.T

selaku Ka. BFBBN dan bapak Ir. Anwar Muchsin selaku Kepala Kelompok proses

PCP yang sudah memberikan dukungan dan arahan untuk kegiatan ini. Terima kasih

kepada semua rekan IEBE yang telah membantu kelancaran kegiatan ini.

DAFTAR PUSTAKA

[1] IEBE-PTBN, “Laporan Analisis Keselamatan IEBE Rev. ke-7”, No. Dok. KK32J09002, 2012

[2] PTBBN, “Standar Operasional Prosedur Proses Pembuatan Zat Kimia dan Pelarut Organik

(seksi 200) Pilot Conversion Plant”, No. Dok. SOP 002.003/BN.02.04/BBN.2.1 , 2016 [3] Marsis, W.P, Saputro, D “Analisis Reaktor Alir Tangki Pengaduk Pada Kapasitas 20 M

3

dengan Temperatur 152 0C” Sintek Jurnal : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Universitas

Muhammadiyah Jakarta, p-ISSN 2088-9038, e-ISSN 2549-9645, , 2008. [4] Fellows, P.J, “Food Processing Technology Principles and Practice” United Kingdom: Ellis

Horwood Ltd, 1988. [5] Muhammad, E.M, “Studi Pengaruh Kecepatan Impeler Terhadap Aliran Fluida dalam

Fermentor Bioethanol Secara Visualisasi” Skripsi, Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya, Surabaya, 2017.

[6] Geankoplis C. J, “Transport Processes and Unit Operations 3rd Edition” Pretince-Hall

International, Inc. 2003. [7] Purwanto, D “Pengaruh Desain Impeller, Baffl Ve, dan Kecepatan Putar pada Proses Isolasi

Minyak Kelapa Murni Dengan Metode Pengadukan” Seminar Nasional Aplikasi Sains dan Teknologi 2008 – IST AKPRIND Yogyakarta, 2008.


22

MODIFIKASI PENGADUK TANGKI SEKSI 200 PADA FASILITAS …

Documents

Transcript of MODIFIKASI PENGADUK TANGKI SEKSI 200 PADA FASILITAS …